第二章 微点集训（二） 化学平衡常数的多角度考查（课件PPT）-【满分思维·同步精炼】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册同步测试配套课件（人教版）

微点集训（二）　 化学平衡常数的多角度考查 ｜思维点拨｜ 多平衡体系中平衡常数的计算方法 多重反应体系中计算某一反应的平衡常数时，关键是需要计算出该反应中 各物质的浓度。一般常用的方法有两种，第一种方法是三段式法，即设未知 量，找关系，利用三段式进行求算；第二种方法是利用原子守恒法进行计算， 比如碳原子守恒、氧原子守恒、氢原子守恒等，需要根据具体问题选择合适的 原子守恒进行计算。 多平衡体系中平衡常数的计算 1. （2026·浙江湖州高二阶段练习）将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度 下发生下列反应： ①NH4I（s） NH3（g）＋HI（g）； ②2HI（g） H2（g）＋I2（g）。 达到平衡时，c（H2）＝0.5 mol·L－1，c（HI）＝4 mol·L－1，下列说法错误的 是（　　） A. 反应①的平衡常数为20 B. 反应②的平衡常数为 C. 同温时H2（g）＋I2（g） 2HI（g）和反应②的平衡常数互为倒数 D. 温度升高，反应①②的平衡常数可以保持不变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析：平衡时c（HI）＝4 mol·L－1，HI分解生成的H2的浓度为0.5 mol·L－1，则分解的HI浓度为2×0.5 mol·L－1＝1 mol·L－1；NH4I分解生成的HI的浓度为 4 mol·L－1＋1 mol·L－1＝5 mol·L－1，所以NH4I分解生成的NH3的浓度为5 mol· L－1，所以反应①的平衡常数K＝c（NH3）·c（HI）＝5×4＝20，故A正 确；反应②的平衡常数K＝ ＝ ＝ ，故B正确；H2（g） ＋I2（g） 2HI（g）和反应②互为可逆反应，则平衡常数互为倒数，故C正 确；平衡常数只与温度有关，温度升高，平衡常数肯定发生变化，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2. （2026·浙江绍兴高二质检）在1 L密闭容器中，充入4 mol N2O5，加热到t ℃，发生如下反应： ①N2O5（g） N2O3（g）＋O2（g）； ②N2O3（g） N2O（g）＋O2（g）。 反应达到平衡时，测得N2O3为1.7 mol，O2为4.5 mol，则t ℃时反应①的化学 平衡常数为（　　） A. 1.9 B. 7.65 C. 8.5 D. 9.1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析：C　根据题意可拆成两个三段式。设达到平衡时转化的N2O5的物质的量为a mol，生成的N2O的物质的量为b mol。 则有a－b＝1.7，a＋b＝4.5，解得a＝3.1，b＝1.4，平衡时n（N2O5）＝ 0.9 mol，n（N2O3）＝1.7 mol，n（O2）＝4.5 mol，则t ℃时反应①的化学 平衡常数为K＝ ＝8.5。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ｜思维点拨｜ Kp的计算方法 Kp（压强平衡常数）即用气体物质的分压代替浓度计算得到的平衡常数。 Kp计算的关键是各气体物质分压的求算，可以根据以下几种方式进行计算： （1）根据分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之 和，即p（A）＋p（B）＋p（C）＋……＝p。 （2）气体的分压之比等于其物质的量之比。 Kp的计算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 （3）某气体的分压与总压之比等于其物质的量分数。 另外，在审题时，需要注意题目所给条件所蕴含的信息，等温等容（总体 积不变，但是总压可能会变）、等温等压（总压不变）。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3. 科学家曾尝试用焦炭消除烟气中的SO2，其反应原理为2C（s）＋2SO2（g） S2（g）＋2CO2（g）　ΔH＜0。一定温度下，向2 L的恒容密闭容器中充入2 mol SO2，并加入合适的催化剂以及足量的焦炭（固体物质的体积可以忽略）， 反应过程中用压力计测得容器内压强的变化如表所示。 t/min 0 5 10 15 20 25 p/MPa 8.4 9.3 9.9 10.3 10.5 10.5 下列说法正确的是（　　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A. 其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，SO2的平衡转化率也增大 B. 其他条件不变，往体系中再加入一定量的焦炭，再次平衡时SO2的体积分数 减小 C. 若用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，则在0～10 min内平均反 应速率v（SO2）＝0.075 MPa·min－1 D. 该温度下平衡常数Kp＝2.1 MPa √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析：其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，但平衡逆向移动，SO2的平衡转化率减小，A错误；其他条件不变，往体系中再加入一定量的焦炭，平衡不移动，则SO2的体积分数不变，B错误；设某时刻时生成的S2（g）的压强为x MPa，列三段式： 10 min时总压强为9.9 MPa，则8.4＋x＝9.9，解得x＝1.5，在0～10 min内平均反应速率v（SO2）＝ ＝0.3 MPa·min－1，达平衡时，总压强为10.5 MPa，则8.4＋x＝10.5，解得x＝2.1，Kp＝ ＝ ＝2.1 MPa，C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4. （2026·山东济南高二检测）乙烯气相直接水合制备乙醇的反应为C2H4（g） ＋H2O（g） C2H5OH（g）。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如 图[起始时，n（H2O）＝n（C2H4）＝1 mol，a点平衡时容器容积为1 L]。下 列分析错误的是（　　） A. 乙烯气相直接水合反应的ΔH＜0 B. 图中压强的大小关系为p1＜p2＜p3 C. a、b达到平衡状态所需要的时间：a＞b D. 图中a点对应的压强平衡常数KP＝ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析：压强不变时，升高温度，乙烯平衡转化率降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应，则ΔH＜0，A正确；相同温度下，增大压强平衡正向移动，乙 烯转化率增大，根据题图知，压强：p1＜p2＜p3，B正确；温度越高、压强越大，化学反应速率越快，反应达到平衡时间越短，已知温度、压强：a＜b，则反应速率：a＜b，达到平衡所需要的时间：a＞b，C正确；a点乙烯的平衡转 化率为20％，则消耗的n（C2H4）＝1 mol×20％＝0.2 mol，列出三段式： 则Kp＝ ＝ ＝ ，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5. 一定条件下，氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰 氯，有关反应的热化学方程式和平衡常数如表所示： 反应序号 热化学方程式 平衡常数 Ⅰ 2NO2（g）＋NaCl（s） NaNO3（s）＋ClNO（g）　ΔH1 K1 Ⅱ 4NO2（g）＋2NaCl（s） 2NaNO3（s）＋2NO（g）＋Cl2（g）　ΔH2 K2 Ⅲ 2NO（g）＋Cl2（g） 2ClNO（g）　ΔH3 K3 （1）ΔH3＝ （用含ΔH1、ΔH2的代数式表示）；K3＝ ⁠ （用含K1、K2的代数式表示）。 2ΔH1－ΔH2 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析：已知反应Ⅰ：2NO2（g）＋NaCl（s） NaNO3（s）＋ClNO（g）　 ΔH1，反应Ⅱ：4NO2（g）＋2NaCl（s） 2NaNO3（s）＋2NO（g）＋Cl2 （g）　ΔH2，反应Ⅲ：2NO（g）＋Cl2（g） 2ClNO（g）　ΔH3，根据盖斯 定律，反应Ⅲ可由反应Ⅰ×2－反应Ⅱ得到，ΔH3＝2ΔH1－ΔH2；根据平衡常数 表达式：K1＝ ，K2＝ ，K3＝ ，可 知K3＝ 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 （2）用NH3可以消除氮氧化物的污染。在某一密闭容器中，充入0.4 mol NH3 和0.6 mol NO，进行反应4NH3（g）＋6NO（g） 5N2（g）＋6H2O（g）。测 得不同温度下反应中NH3的平衡转化率与压强的关系如图所示，则b点时该反应 的平衡常数Kp＝ （用含p1的代数式表示，已知： 1.05p1＝p2，分压＝总压×物质的量分数）。 （或0.61p1） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析：平衡常数只受温度影响，则a点的平衡常数和b点一致，根据a点列出 三段式： ​ 则平衡时混合气体共1.05 mol，平衡常数Kp＝ ＝ ，已知：1.05p1＝p2，则Kp＝ ≈0.61p1。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ｜思维点拨｜ K与k正、k逆的一般定量关系 已知反应aA（g）＋bB（g） cC（g），反应速率v正＝k正·ca（A）·cb （B），v逆＝k逆·cc（C），当v正＝v逆时，反应达到平衡，即k正·ca（A）·cb （B）＝k逆·cc（C），故 ＝ ＝K。 平衡常数与速率常数的关系 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6. 已知2NO（g）＋O2（g） 2NO2（g）　ΔH＜0的速率方程为v正＝k正·cα （NO）·cβ（O2），在T ℃下测定了不同初始浓度及正反应速率的关系，数据 如下表。下列说法错误的是（　　） 实验 c0（NO）/（mol·L－1） c0（O2）/（mol·L－1） v正 1 1 1 v 2 2 1 4v 3 1 2 2v 4 2 x 16v A. α、β的值分别为2、1 B. 表中的x为4 C. 降低温度，k正可能增大 D. 若v逆＝k逆·c2（NO2），则K＝ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析：根据表格数据可知当NO的浓度增大为原来的2倍，O2的浓度不变 时，速率变为原来的4倍，所以α＝2，同理可得β＝1，A正确；根据A选项分析 可知v正＝k正·c2（NO）·c（O2），第4组实验中NO的浓度变为原来的2倍，速 率变为原来的16倍，则O2的浓度变为原来的4倍，即x＝4，B正确；降低温度的 瞬间，反应物浓度不变，但反应速率减小，说明k正减小，C错误；平衡时v正＝ v逆，即k正·c2（NO）·c（O2）＝k逆·c2（NO2），该反应的平衡常数K＝ ＝ ，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 7. 在一定温度下，在刚性密闭容器中充入一定量M发生反应：M（g） Q （g）＋E（s），测得M、Q的浓度与时间关系如图所示。已知：生成Q净反应 速率v＝v正－v逆＝k正·c（M）－k逆·c（Q）。下列说法正确的是（　　） A. 净反应速率：c＞a＞b B. 0～10 min内Q的平均反应速率为0.075 mol·L－1·min－1 C. M的平衡转化率为16.7％ D. 在上述温度下，该反应K＝ ＝0.2 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析：根据净反应速率定义，a→b，正反应速率减小，逆反应速率增大， 净反应速率减小但大于0，c点达到平衡，净反应速率等于0，故净反应速率为a ＞b＞c，A项错误；v（Q）＝ ＝0.075 mol·L－1·min－1，B项正 确；α（M）＝ ×100％≈83.3％，C项错误；平衡时，正、逆反应速率 相等，得：K＝ ＝ ＝ ＝5，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8. 已知：NO（g）＋O3（g） NO2（g）＋O2（g）　ΔH。实验测得速率方程 为v正＝k正·c（NO）·c（O3），v逆＝k逆·c（NO2）·c（O2）（k正、k逆为速率 常数，只与温度有关，与浓度无关）。向2 L恒容密闭容器中充入0.4 mol NO （g）和0.6 mol O3（g）发生上述反应，测得NO的体积分数x（NO）与温度和 时间的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 温度：T1＜T2 B. T1温度下的 ＜T2温度下的 C. 正、逆反应活化能的大小关系为Ea（正）＞Ea（逆） D. 恒温恒压时，充入He，平衡不移动，该反应的反应速率不变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析：根据先拐先平数值大可知，T1＞T2，温度高的平衡体系中x（NO） 大，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应， ΔH＜0，据此分析解题。由分析可知，温度：T1＞T2，A错误；由v逆＝k逆·c （NO2）·c（O2），v正＝k正·c（NO）·c（O3），当v正＝v逆时，可知 ＝ ＝K，T1＞T2，ΔH＜0，温度高时K反而小，则T1温度下的 ＜T2温度下的 ，B正确；反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，结合分析可知，NO（g）＋O3（g） NO2（g）＋O2（g）的正反应为放热反应，ΔH＜0，故正、逆反应活化能的大小关系为Ea（正）＜Ea（逆），C错误；恒温恒压时，充入氦气，平衡不移动，但容器容积变大，各物质浓度变小，反应速率减小，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9. 在恒温恒容密闭容器中充入一定量X（g），发生反应2X（g） Y（g）　 ΔH＜0，已知该反应的速率方程分别是v正（X）＝k正·c2（X）和v逆（Y）＝k 逆·c（Y），其中k正、k逆为该反应的速率常数，通常只与温度、催化剂的活性 有关。 （1）升高温度，速率常数k正和k逆会 （填“增大”“减小”或“不 变”），平衡 （填“正向”“逆向”或“不”）移动。 解析：升高温度，活化分子百分数增大，正、逆反应速率常数k正、k逆均增 大。该反应ΔH＜0（放热），所以升温平衡逆向移动。 增大 逆向 1 2 3 4 5 6 7 8 9 （2）根据题意，推断反应的平衡常数K与速率常数k正、k逆的关系式为K ＝ ⁠。 解析：平衡时v正（X）＝v逆（X）＝2v逆（Y），即k正·c2（X）＝2k逆· c（Y），则有K＝ ＝ 。 ​ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 $